Der größte Teil des durch den menschlichen Blutkreislauf transportierten Kohlendioxids liegt in Form des Bicarbonat-Anions (HCO3-) vor und wird im Inneren transportiert die roten Blutkörperchen. Ein viel geringerer Teil des Bicarbonat-Anions wird vom Blutplasma transportiert. Kohlendioxid in Form von Bicarbonat kann bis zu 70 bis 90 Prozent des gesamten CO2-Transports des Blutes ausmachen.
Kohlendioxid, das im Blut etwa 20-mal besser löslich ist als Sauerstoff, hydrolysiert zu Kohlensäure (H2CO3) und zerfällt dann schnell in seine ionische Komponenten von HCO3- und H+. Das Bicarbonat-Anion spielt auch eine wichtige Rolle bei der Regulierung des pH-Wertes des Blutes.
Ein beträchtlich kleiner Teil des Kohlendioxids im Blutkreislauf, etwa 1 Prozent oder weniger, wird in Form einer Carbaminoverbindung im Blutplasma transportiert. Carbamino-Hb, das durch Kombination von Kohlendioxid mit Hämoglobin in den roten Blutkörperchen gebildet wird, macht etwa 21 Prozent des Transports aus, der von Gewebezellen kommt. Etwa 10 Prozent des Kohlendioxids im Blutkreislauf werden direkt vom Plasma und der intrazellulären Flüssigkeit der roten Blutkörperchen gelöst. Die normale Produktion von Kohlendioxid durch den Stoffwechsel der Gewebezellen beträgt im Ruhezustand des Körpers etwa 200 Milliliter pro Minute.